TWI279172B - Method for bonding reinforcing plate - Google Patents

Description

127917.2 · 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種接合增強板之方法，而更特定言之， 係關於一種用以將增強板接合至用於捲帶式封裝 (tape-carrier-package ; TCP)或 FPC 上晶片（chip-〇n-FPC ; COF)的撓性基板之方法；捲帶式封裝或Fpc上晶片係用於 諸士蜂巢式笔5舌、個人數位助理（peB〇nai digital assistance ; pDA)等各種電子組件的封裝之一。 【先前技術】 —諸如蜂巢式電話、PDA等可攜式器具最好能製造成輕、 薄短且小，並且為易於組裝，較佳係將個別功能單元做 成模組。 例如，蜂巢式電話所採用的液晶模組不僅包括藉由在撓 性基板中形成線路而安裝的液晶驅動器，而且包括各種組 、諸士液Ba驅動器之半導體晶片；液晶驅動器以外的 半導體晶片，例如SRAM與控制器；晶片組件，例如電容器 與電阻器；以及連接器等。該等組件係形成為模组。 在進行應用組裝時，藉由連接/斷開連接器可容易地建立 液晶模組與外部電路之連接。連接器背面接合有增強板， 間放置有撓性基板。在連接/㈣連接器時，於其上 女以連接器的該撓性基板不會有諸如因該繞為 機械負載而導致變形或損壞之類不便。 又 穿^過個別外形成形步驟之後，該撓性基板最終受到晶粒 94I85.doc 1279172 在此情形中，若該增強板與該撓性基板一起受到穿孔， 且該增強板之接合部分受到處理，即使經過外形成形之 後，仍然匹配該基板與該增強板二者之邊緣部分，則該撓 性基板不會剩下過多的超過該增強板邊緣之閒置部分。因 此，在其中該閒置部分中存在線路圖案的情形中，諸如斷 開連接之類不便可得以避免。 在晶粒穿孔該撓性基板以進行外形成形之情形中，若該 增強板之黏合劑為一般黏合劑，則黏合劑會黏附於該穿孔 晶粒而累積起來。最終，該黏合劑將該穿孔撓性基板接合 至该晶粒’導致無法操作該晶粒之不便。 因此，需要使用一熱固性黏合劑以接合增強板與撓性基 板。在使用熱固性黏合劑之情形中，黏合劑在接合增強板 之後完全硬化，而不會具有黏合力；因此，上述不便可得 以解決。因此，該增強板須具有抗熱性。若該增強板係由 PET製成’則其會發生熱變形；因此，用於增強板之材料一 般為聚醯亞胺樹脂。 在使用熱固性黏合劑接合增強板之情形中，不會引起黏 合劑之此種不便。另一方面，在將增強板接合至撓性基板 時，必須移除增強板中的水分。 下面將參考圖4A及4B說明包含熱固性黏合劑之增強板 中吸收或附著有水分時所引起的不便。 在熱壓縮接合撓性基板（105)與增強板（1〇1〇)時，水分合 蒸發，而所產生之蒸發水分（蒸汽）仍然以氣泡（1〇2〇)的形式 留在撓性基板（105)與增強板（1010)之間的介面中。用於表 94185.doc 1279172 面上排列（disposition-on-surface)的焊料回流使該等氣泡 (1020)膨脹，從而使撓性基板（1〇5)之表面變得不均勻而使 連接為（1 0 2 1)女裝表面的平坦度惡化。因此，會導致所謂斷 開故障之問題，即連接器〇〇21)之一終端（丨〇22)與撓性基板 (105)之表面相分離。 用於解決上述氣泡問題之增強板接合方法的傳統範例有 曰本未經審查專利出版物第Hei 7 (1995)-170032號中所揭 不的方法。 下面將參考圖5及6說明上述出版物中說明的「撓性印刷 線路板之增強片黏接方法」之概要。 如圖5所示，將處於獨立部件狀態的撓性基板（1〇5)與增 強板（1010)及襯墊部件（1〇1丨）層壓在一起，且將所獲得的層 壓結構當作一套工件而夾在頂部晶粒（1〇12)與底部晶粒 (ίο 13)之間。然後，將該工件安放於盒子（1〇15)内部，其中 放置真空密封（10 14)以便防止真空抽空期間氣體洩漏。合上 盍子（1〇16)之後，藉由真空幫浦（1017)將盒子（1015)抽成真 空。此時，如圖6所示，加熱蓋子（1〇16)已合上的盒子 (1〇15),同時沿一熱壓裝置之上部壓模（1018)與下部壓模 (ίο 19)對該工件加壓的方向對盒子（1〇15)加壓。因此，藉由 熱壓縮接合可接合盒子（1〇15)中的撓性基板（1〇5)與增強板 (1010) 〇 即為防止撓性基板（105)與增強板（1010)之間的介面中產 生氣泡，於盒子（1015)中產生真空環境，且藉由盒子（1015) 本身之熱壓縮接合加熱並加壓盒子（1〇15)中的^合介面，從 94185.doc 1279172 而使增強板（1010)接合至撓性基板（105)，而不會在撓性基 板（105)與增強板（10 10)之間的介面中產生氣泡。 上述傳統技術旨在防止撓性基板與增強板之間的介面中 產生氣泡，其中作為獨立部件而放置於該真空抽空環境中 的該工件係於該盒子内部層壓，且該增強板與該撓性基板 彼此熱壓縮接合。 藉由此種技術，無需真空室中之熱壓縮機構，僅藉由盒 子中的熱壓裝置對存放在真空中的盒子中之工件進行壓力 接合，便可壓力接合撓性基板與增強板，因此無需使用大 型真空裝置便可在真空環境中進行熱壓縮接合。 然而，在進行上述出版物所述之「撓性印刷線路板之增 =片黏接方法」的情形中，每次對_卫件進行熱遷縮接合 ¥ s必須進订-系列步驟：冑工件安放》盒子中；安放 ;C裝置中，熱;1，以及取出卫件，該等步驟係該接合 程序的個別步驟。 此處，作為目前用於TCP、C0F等封裝之挽性基板，在生 心長帶形狀態的形式在捲財捲動處理。 ::對於大量生產而言，藉由供應與回收之捲盤對捲盤 =供應捲盤至时捲盤自動進行連續操作變得有 ==並不符合目前處理撓咖 更在/、中不採用上述出版物 之增強片黏接方法」的情形中，對=歧印刷線路板 之接合裎庠而^卡^ #於處理長帶形撓性基板 私序而吕’亦無法採用批量程序。 【發明内容】 94185.doc 127917.2 鑒於上述情況提出本發明，其一項目的係提供提供一種 接合增強板之方法，該方法適合於捲盤對捲盤方式且可防 止氣泡引起的表面安裝故障。 依據本發明之一方面，提供一種用以將一增強板接合至 -撓性基板之方法，該方法包括下列步驟··於一板狀聚醯 亞胺樹脂上層壓一片形熱固性黏合劑以製備一增強板，·乾 燥該增強板，以便將其水分含量降至最大可允許位準或以 下，藉由熱壓縮接合透過該黏合劑將該增強板接合至該撓 性基板；以及藉由加熱而實際地硬化該黏合劑。 該接合增強板之方法的第一特徵，在於製備包括層壓於 忒板狀聚醯亞胺樹脂上的一片形熱固性黏合劑之該增強 板，且於透過該黏合劑將該增強板接合至一撓性基板之 前，乾燥該增強板以降低其水分含量至最大可允許值或以 下。違方法之第二特徵，在於進行加熱以實際地接合該增 強板與該撓性基板，使該增強板與該撓性基板之介面中不 會留下不必要的水分。 第一特徵中之乾燥處理的目的，在於預先移除殘留於該 增強板與該撓性基板之間的介面中且形成氣泡之水分，氣 泡會導致其後該增強板的表面上安裝 (m〇untlng-on_surface)故障。第二特徵中之加熱處理的目 的，在於將該增強板與該撓性基板二者牢固地接合於無不 必要水分殘留的狀況下。 依據該接合增強板之方法，預先移除殘留於該增強板與 。玄撓II基板之間的介面上且形成氣泡而導致表面上安裝故 94185.doc 1279172 i1早的該水分，然後藉由熱壓縮接合透過該黏合劑將該增強 板接合至該撓性基板，從而消除氣泡引起表面上安裝故障 之可旎性，且因此該方法適合於捲盤對捲盤方法。 【實施方式】 乾燥較佳係在真空除泡裝置中進行。此係因為上述熱壓 縮接合及加熱處理可在乾燥處理之後連續地進行。 較佳的乾燥處理條件為··該真空除泡裝置中之真空室的 真空度為25至75 cmHg，溫度為正常溫度或較正常溫度補 同，且處理時間為6至18小時。該等條件係基於事實而得 出’發明者在該等條件下進行實驗獲得了乾燥處理之良好 結果。 上述熱壓縮接合較佳係藉由一自動增強板接合裝置進 仃，該接合裝置用於藉由以捲盤對捲盤方式連續地自一供 應捲盤發送-長帶形撓性基板至_回收捲盤來進行加工處 理。此係因為該方法對於大量生產而言很有利。 較佳的熱壓縮接合條件為：於該供應捲盤與該回收捲盤 之間提供的一熱壓縮接合工具之表面溫度為12〇至它； 熱壓縮接合負載為2G至35 kg/em2;以及熱壓縮接合時間為i 至5心。該等條件係基於事實而得出，發明者在該等條件下 進行實驗獲得了乾燥處理之良好結果。 省加熱處理之條件較佳為：加熱溫度為1〇〇至15〇它；以 及加熱時間為4至8小時。該等條件係基於事實而得出，發 明者在該等條件下進行實驗獲得了乾燥處理之良好結果。 依據本么明之另一方面，提供一種用以將一增強板接合 94185.doc -10- 1279172 至一撓性基板之方法，該方法包括下列步驟··製備一聚醯 亞胺樹脂增強板，其塗佈有一黏合劑，且先前在真空條件 下於一正常溫度或較該正常溫度稍高的一溫度接受過乾燥 處理，連續地或間歇式地發送一長帶形撓性基板至一壓力 接合部分，同時將該增強板發送至該壓力接合部分之一預 定位置；藉由壓力使該增強板與該撓性基板重疊，·與該重 豐同時或於該重疊之後立即加熱所產生之層壓結構；以及 熱壓縮接合該增強板與該撓性基板。 該接合增強板之方法的第一特徵，在於製備一塗佈有一 黏合劑之聚醯亞胺樹脂增強板，其先前在真空條件下於一 正ΐ酿度或較該正常溫度稍高的一溫度接受過乾燥處理。 孩方法之第二特徵在於··連續地或間歇式地發送一長帶形 撓性基板至-壓力接合部分，且同時將該增強板發送至該 壓力接合部分之一預定位置，從而熱壓縮接合該增強板（該 增強板先前已接受過乾燥處理）與該長帶形撓性基板；藉由 壓力層壓該增強板與該撓性基板；以及與該層壓同時或於 該層壓之後立即加熱該層壓結構。 第一特徵令之乾燥處理的目的，在於預先移除殘留於該 增強板與該撓性基板之間的介面中且形成氣泡之水分，氣 泡會導致其後該增強板的表面上安裝故障。第二特徵中包 括發送該撓性基板至麼力接合部分且發送該增強板至該壓 力接合部分之-規定位置、藉由壓力層壓該增強板與該撓 性基板、以及加熱並壓力接合該層壓結構之熱壓縮接合該 增強板（該增強板先前已接受過乾燥處理）與該長帶形撓性 94185.doc 1279172 基板的個別處理步驟之目的’在於將該增強板與該撓性基 板二者牢固地且連續地接合於無不必要水分殘留的狀況 下。 依據該接合增強板之方法，由於可預先自該增強板中移 除殘留於該增強板與該撓性基板之介面中且形成氣泡而導 致其後表面上安裝故障的水分，然後才藉由加熱及壓力接 合利用該黏合劑將該增強板接合至該撓性基板，因此該方 法可消除氣泡引起表面上安裝故障發生之可能性，且適合 於捲盤對捲盤方法。 車乂仏的疋’該增強板由複數個具有一預定形狀的片組 成，且在將該板安放於一支撐紙片上的同時，將該增強板 供應給該壓力接合部分。因為此有利於大量生產。 上述黏合劑較佳為熱固性黏合劑或壓力敏感型黏合劑。 對於熱固性黏合劑’其係藉由加熱而硬化；而對於壓力敏 感型黏合劑’其黏合能力係措由施加壓力而表現出來，因 此可考慮處理能力、條件及各種處理裝置之成本來選擇其 中一種黏合劑。 下面將參考附圖說明本發明之一項具體實施例。但本發 明並不侷限於該具體實施例。 圖1顯示用於說明本發明主要程序之流程圖。 如圖1所示，首先饋送一增強板。該增強板係藉由層壓一 片形熱固性黏合劑於一板狀聚酿亞胺樹脂（polyimide ; PIJ 上而獲得。在乾燥該增強板之步驟（1)中，預先藉由一具有 真空室之真空除泡裝置對所饋送的增強板進行乾燥，以移 94185.doc - 12 - 1279172 除水分至最大可允許值或以下。 根據先前進行的實驗之結果，發明者發現··在真空度為 50 cmHg之真空室中，當增強板外形尺寸為i〇 mmxi5 (PI厚度為175 umt)、一支撐紙片上排列有7〇個矩形增強板 (10個χ7列）時，12小時内乾燥了 1〇〇張支持紙片；此時間為 水分含量達到一恆定值（上述最大可允許值）之後即不再進 一步降低之時間。 此外，發明者亦發現，在處理過程中將該增強板置於空 氣中後，其又會吸收水分，然而在相對濕度為55%或以下 的裱境中，若在該乾燥處理後6小時内將該已接受乾 的增強板接合至該撓性基板，則該增強板與該挽性基板之 間的介面中不會留下引起連接器表面上安裝發生焊接連接 故障之氣泡。 “而就生產線而a ’作為一實務問題’很難在乾燥處 理後的6小時内用完已乾燥的增強板，因此需要乾燥之後的 儲存步驟(2) ’用以儲存已乾燥的增強板。在乾燥之後的儲 存步驟⑺中，將已接受乾燥處理但未使料增強板或使用 過程中留下的增強板置於乾燥儲存室中儲存。 發明者發現’若整合時間係在自該乾燥健存室中取出辦 強板之後的6小時内，則不會引起表面上安裝故障”嶋 及’當然可以再次進行上述乾燥處理，此將又給出額外的6 小時。 圖2係步驟（3)接合藉由真空除泡裝置乾燥之增強板中採 用的增強板接合裝置之主要部分的示意圖。 94185.doc 1279172 該增強板接合裝置具有與用於在一般TCP或c〇F上安裝 半導體晶片之内引線焊接機相同的結構，其捲動長帶形撓 性基板5(於供應捲盤4及回收捲盤6上）且可用於捲盤對捲盤 處理。 在長帶形撓性基板5自供應捲盤4解開且在回收捲盤6上 回收之過程中，取代晶片，壓縮接合工具7與壓縮接合平臺 8藉由一拾取及放置步驟將圖3所示晶圓環9上呈矩陣排列 的增強板10放置於壓縮接合平臺8上；壓縮接合工具7與壓 縮接合平臺8構成供應捲盤4與回收捲盤6之間形成的該增 強板接合機構之壓縮接合部分。然後，工具7及平臺8藉由 熱壓縮接合將增強板1〇接合至撓性基板5之背面。 然而，該熱壓縮接合並非係利用該熱固性黏合劑進行實 際的主要接合，而是臨時壓縮接合，用於臨時將增強板ι〇 接合至撓性基板5。發明者發現，若工具7之表面溫度為2〇〇 °C，平臺8之表面溫度為15(rc ,壓縮接合負載 且壓縮接合時間為3秒，則不會產生引起表面上安裝故障之 氣泡。 其後，為利用該黏合劑進行實際的主要接合，將所獲得 之層壓結構在i25°C下保持6小時。其次，在利用該黏合劑 進行實際的主要接合之後的表面上安裝中，發明者發現， 未在增強板10上之連接器中引起焊接故障。 因此，可藉由自動捲盤對捲盤操作將增強板10接合至撓 性基板5 ’而不會伴隨組件安裝故障之問題。 【圖式簡單說明】 94185.doc 14 1279172 圖1係用於說明依據本發明的接合增強板之方法的流程 圖； $ 圖2係用於具體化依據本發明的接合增強板之方法的增 強板接合裝置之主要部分的示意圖； 圖3係圖2所示增強板接合裝置之增強板供應機構中安放 於晶圓環上之增強板的圖式； 圖4A係顯示傳統增強板接合方法中其中撓性基板之介面 中仍然存在氣泡的-狀態之斷面圖；_4β係顯示當將一 連接器終端載人-回流㈣中進行表面上安裝時，由於_ _ 4A所不剩餘氣泡的膨脹引起該連接器終端發生斷開故障的 主要部分之斷面圖； 圖5係顯示用於接合增強板之一傳統方法的斷面圖；以及 圖6係顯示用於接合增強板之該傳統方法中的— 接合狀態之斷面圖。 … 【主要元件符號說明】 1 步驟 2 步驟 3 步驟 4 供應捲盤 5 撓性基板 6 回收捲盤 7 壓縮接合工具 8 壓縮接合平臺 9 晶圓環 94185.doc -15- 1279172 10 增強板 105 撓性基板 1010 增強板 1011 襯墊部件 1012 頂部晶粒 1013 底部晶粒 1014 真空密封 1015 盒子 1016 蓋子 1017 真空幫浦 1018 上部壓模 1019 下部壓模 1020 氣泡 1021 連接器 1022 終端 94185.doc - 16

Claims (1)

1279172 十、申請專利範圍： 1· 一種用以將一增強板接合至一撓性基板之方法，該方法 包括下列步驟： 於一板狀聚醯亞胺樹脂上層壓一片形熱固性黏合劑以 製備一增強板； 乾無该增強板’以便將其水分含量降至最大可允許位 準或以下； It由熱壓細接合透過該黏合劑將該增強板接合至該挣 性基板；以及 藉由加熱而實際地硬化該黏合劑。 2.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 該乾燥係在一真空除泡裝置中進行。 如申請專利範圍第2項之方法，其中： 該乾燥係在以下條件下進行··該真空除泡裝置之一真 工至中的真空度為25至75 cmHg; —正常溫度或較該正常 溫度稍高的一溫度；以及處理持續時間為6至18小時。 4.如申請專利範圍第1項之方法，其中： 5. 該熱壓縮接合係纟-线增強板接合裝i中進行，該接 合裝置係藉由捲盤對捲盤方式連續地自—供應捲盤處^ 應-長帶形撓性基板至-回收捲盤來進行加工處理。 如申請專利範圍第4項之方法，其中 以及熱 該熱虔縮接合係在以下條件下進行：於該供應捲盤盘 該回收捲盤之間提供的—熱壓縮接合工具之表面溫度為 120至24〇〇C ;熱壓縮接合負載為20至35 kg/cm2 94185.doc 1279172 · 壓縮接合時間為1至5秒。 6. 7· 如申請專利範圍第1項之方法，其中 該加熱係在以下條件下進行：加熱溫度為1〇〇至15〇。〇 •，以及加熱時間為4至8小時。 一種用以將一增強板接合至一撓性基板之方法，該方法 包括下列步驟： 製備一聚醯亞胺樹脂增強板，其塗佈有一黏合劑，且 先前在真空條件下於一正常溫度或較該正常溫度稍高的 一溫度接受過乾燥處理； 連績地或間歇式地發送一長帶形撓性基板至一壓力接 合部分，同時將該增強板發送至該壓力接合部分之一預 定位置； 藉由壓力使該增強板與該撓性基板重疊； 與該重疊同時或於該重疊之接☆ & 里且 < 傻立即加熱所產生之層壓 結構；以及 進行熱壓縮接合該增強板與該撓性基板。 8. 9· 10. 如申請專利範圍第7項之方法， 該增強板係由複數個具有一 將該板放置於一支撐紙片之_ 供應給該壓力接合部分。 如申請專利範圍第7項之方法， 其中 規定形狀的片組成，且在 片上的同時，將該增強板 其中 該黏合劑係一熱固性黏合劑。 如申請專利範圍第7項之方法，其中·· 該黏合劑係一壓力敏感黏合劑。 94185.doc